UV-EXP系列光刻曝光系統(tǒng) 紫外光刻曝光系統(tǒng) 高功率 UV-LED 源 遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)

idonus UV-EXP系列曝光系統(tǒng)專為滿足最嚴(yán)格的光質(zhì)量需求而設(shè)計(jì),采用高功率UV-LED光源、優(yōu)質(zhì)光均勻器和遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。它既可以作為獨(dú)立的桌面設(shè)備使用,提供足夠的工作空間以容納您的基板,也可以集成到您的系統(tǒng)中。本文將幫助您選擇最適合您需求的型號(hào),并規(guī)劃其在您的工作流程中的集成。

光學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)

圖 1:光學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)簡化示意圖。 獨(dú)立型 UV-EXP200S-SYS 的照片(此處配有我們第一代 UV-EXP-CU)。

光源單元(UV-EXP-LE)

UV-EXP 系統(tǒng)內(nèi)部嵌入了我們的高性能 UV LED 光源單元(UV-EXP-LE)。通常,單顆 LED 產(chǎn)生的光波長為 365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、435 nm 或這些波長的組合(在我們的標(biāo)準(zhǔn)配置中為 365/405/435 nm)。UV-EXP-LE 通過電子控制精確調(diào)節(jié),并通過空氣或水冷卻。安裝在 UV-EXP 背部的電源模塊提供所需的工作電流。
LED 產(chǎn)生的原始光經(jīng)過一套高級(jí)均勻化光學(xué)元件處理后,均勻化為一致的光線,然后進(jìn)入曝光源外殼進(jìn)一步處理。

機(jī)械基礎(chǔ)(UV-MB)和 UV 防護(hù)罩(UV-SHIELD)

機(jī)械基礎(chǔ)(UV-MB)支撐 UV-EXP 系統(tǒng),UV 防護(hù)罩封閉了工作空間。它被設(shè)計(jì)為為您的基片和對(duì)準(zhǔn)工具提供充足的工作空間。四周的 UV 防護(hù)罩過濾掉有害的 UV 光,保護(hù)您的眼睛和周圍的材料,同時(shí)始終保持視覺控制。

曝光源(UV-EXP)

曝光源采用無反射外殼,封閉光源單元并支撐遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)。準(zhǔn)直光學(xué)元件將發(fā)散的(但已均勻化的)紫外線光線垂直對(duì)準(zhǔn)您的基片。
該光源是為特定的曝光區(qū)域設(shè)計(jì)的。根據(jù)您的基片尺寸,您可以選擇我們的標(biāo)準(zhǔn)尺寸(?150、□150、?200、□200 和 □300 毫米)。也可提供定制尺寸。

控制單元(UV-EXP-CU)和反饋傳感器(UV-SENS-GaP)

曝光系統(tǒng)的操作由 UV-EXP-CU 控制單元控制。通過紫外線和溫度傳感器的反饋回路,UV-EXP-CU 控制功率、曝光時(shí)間、輻照度或劑量。系統(tǒng)提供了安全互鎖功能。
也可以提供遠(yuǎn)程控制單元 UV-EXP-RCPU,以便與您的現(xiàn)有設(shè)備協(xié)議進(jìn)行集成。

UV-EXP產(chǎn)品線

型號(hào)UV-EXP150R-SYSUV-EXP150S-SYSUV-EXP200S-SYS 或 UV-EXP200R-SYSUV-EXP300S-SYS
曝光區(qū)域? 150 mm150 × 150 mm2200 × 200 mm2 或 ? 200 mm300 × 300 mm2
波長365 nm 和/或 385 nm / 395 nm / 405 nm / 435 nm(一個(gè)波長為標(biāo)準(zhǔn))

所有型號(hào)可配置多波長峰值的 UV-LED(例如,1LE-3WL:365/405/435 nm 組合)

輻照度(@ 365 nm)40 mW/cm240 mW/cm225 mW/cm212 mW/cm2
輻照度(@ 385、395 和 405 nm)50 mW/cm250 mW/cm230 mW/cm217 mW/cm2
輻照度不均勻度 *1±3%±3%±3%±3%
準(zhǔn)直角度 *2(±α,F(xiàn)WHM c)±1.8°±1.8°±1.4°±0.9°
工作距離(WD)350 mm300 mm400 mm300 mm
選項(xiàng)? 可調(diào)準(zhǔn)直角度 – UV-ACA:手動(dòng)更換孔徑以減少準(zhǔn)直角度,輻照度會(huì)受到影響。該模塊安裝在光源上,UV-EXP 配有手動(dòng)更換孔徑的開口
? 水冷 – UV-WA:適用于連續(xù)使用,提供高度穩(wěn)定的輸出
? 光源升級(jí)為 2× 或 3× LED,具有不同波長 –(2LE 或 3LE):提高使用的多功能性(UV-EXP 配有外部可操作的機(jī)械開關(guān),用戶可以選擇使用的 LED)
? 樣品夾具:用于軟接觸或真空接觸的基片和掩模夾具(Chuck):
? ? 2’’ ? ? 3’’ ? ? 100 mm ? ? 150 mm ? ? 200 mm ? ? 300 mm

*1 輻照度不均勻度表示為 ±C,其中 C 是 Michelson 對(duì)比度比率:C = (最大值 – 最小值) / (最大值 + 最小值)。
*2 為避免歧義,半角用 ? 表示,全角用 2? 表示。因此,準(zhǔn)直角度為 2? 或 ±?,如數(shù)據(jù)表中所示。
c FWHM:半最大寬度 (Full Width at Half Maximum)。

高功率 UV-LED 源

圖 2:我們 UV-LED 的光譜分布。為對(duì)比起見,標(biāo)出了汞光譜特征性的 i 線、h 線和 g 線。

我們的 UV-EXP 曝光系統(tǒng)集成了高功率發(fā)光二極管(LED)來生成紫外光。與傳統(tǒng)系統(tǒng)中使用的汞(Hg)燈相比,LED 具有許多優(yōu)勢,正在推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型。下表中列出了 LED 技術(shù)的主要技術(shù)特點(diǎn),而圖 2 中展示了與 UV 光刻相關(guān)的 4 個(gè)波長的光譜分布。
365 nm 的 UV-LED 提供了最佳的多功能性,并且是我們推薦的大多數(shù)應(yīng)用的選擇。對(duì)于過程效率至關(guān)重要的參數(shù),385 nm 是某些光刻膠的最佳選擇。
2LE 或 3LE 選項(xiàng)允許在曝光單元上安裝 ×2 或 ×3 個(gè) LED,并可以在需要時(shí)在幾秒鐘內(nèi)手動(dòng)切換。

高功率 UV-LED
光譜
  • 每個(gè) LED 在設(shè)定波長附近呈準(zhǔn)高斯分布(可混合波長):
    • 365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、435 nm
    • 365/405 nm(i 線和 h 線)
    • 365/405/435 nm(i 線、h 線和 g 線)
  • 無能量浪費(fèi)于非必要波長,最小化樣品加熱
  • 每種應(yīng)用所需劑量可計(jì)算并精確控制
壽命壽命 >10,000 小時(shí)(實(shí)際曝光時(shí)間)
穩(wěn)定性
  • 無需預(yù)熱(即開即用)
  • 無需快門
  • 性能受溫度影響(在最高工作溫度下約下降 10%,可通過反饋控制補(bǔ)償)
環(huán)境影響
  • 不含有害物質(zhì)
  • 高能效

光照質(zhì)量

圖 3:質(zhì)量控制報(bào)告節(jié)選(適用于我們所有產(chǎn)品)。均勻性測試結(jié)果來自 UV-EXP300S 系統(tǒng)。

光刻工藝要求照射晶圓的光源具有 均勻性、準(zhǔn)直性和遠(yuǎn)心性。

均勻性 確保整個(gè)光刻膠表面獲得一致的曝光/固化水平,典型的照度不均勻性要求低于 ±5%。我們的 UV-EXP 產(chǎn)品保證 ±3% 的均勻性,優(yōu)于大多數(shù)競爭對(duì)手。每臺(tái) UV-EXP 出廠前都會(huì)在 4000 多個(gè)點(diǎn)掃描照射區(qū)域,確保均勻性。

準(zhǔn)直角(collimation angle)在 ±1° 至 ±2° 之間(具體取決于型號(hào))。該角度足夠小,可用于 精細(xì)結(jié)構(gòu)曝光,同時(shí)適用于 厚光刻膠層。

UV-ACA(可調(diào)準(zhǔn)直角) 選項(xiàng)提供一組可更換的固定光闌,可用于 進(jìn)一步降低準(zhǔn)直角,但會(huì)相應(yīng)降低照度輸出。

圖 4:掃描電子顯微鏡(SEM)顯微照片,對(duì)比使用傳統(tǒng)汞蒸氣燈與我們 UV-LED 曝光設(shè)備對(duì)不同光刻膠的曝光效果。

UV-EXP-CU 控制單元與反饋控制

安裝在我們 UV-EXP 系統(tǒng)上的 UV-SENS-GaP 傳感器

UV-EXP-CU 控制單元(第二代型號(hào),默認(rèn)包含)可實(shí)現(xiàn)對(duì)曝光參數(shù)的全面控制:

  • 曝光時(shí)長:0.1 至 600 秒
  • 電流控制:調(diào)節(jié) LED 供電電流,范圍為額定電流的 10% 至 100%
  • 輻照度控制:從最低 5 mW/cm2 至系統(tǒng)最大輻照度
  • 劑量控制:總劑量(輻照度 × 時(shí)間)范圍 10 至 9,000 mJ/cm2
  • 光譜功率分布 (SPD) 調(diào)節(jié):適用于多波長光源,支持全光譜分布控制

精準(zhǔn)輸出由磷化鎵 (GaP) UV-SENS GAP 傳感器(系統(tǒng)標(biāo)配)確保,該傳感器安裝在 UV-EXP 機(jī)身上,并通過閉環(huán)反饋控制調(diào)節(jié)輻照度。

此外,光源引擎的溫度實(shí)時(shí)測量與顯示,冷卻系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)以維持安全工作溫度。

  • 標(biāo)準(zhǔn)冷卻方式:空氣冷卻熱管系統(tǒng)
  • 水冷選項(xiàng) (UV-WA):推薦用于長時(shí)間工作,以確保更高的工藝穩(wěn)定性

遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)

空氣冷卻熱管系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)
  • UV-EXP-RCU 遠(yuǎn)程控制單元(可選)適用于 OEM 集成商
  • 通過ModBus TCP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)主控系統(tǒng)直接控制
  • 支持脈沖操作

如需 UV-EXP-RCU 的詳細(xì)技術(shù)文檔,請(qǐng)聯(lián)系銷售團(tuán)隊(duì)。

UV-EXP-CU 第二代配備了一個(gè) 10 英寸觸摸屏。

UV-EXP150R-SYS 的詳細(xì)信息

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